JP2015017015A - 貼り合わせ基板の加工装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 端子領域を覆う端材部分を効率よく確実に除去することができる貼り合わせ基板の加工装置を提供する。【解決手段】 第一基板G1と第二基板G2とを貼り合わせた貼り合わせ基板Mであって、第一基板G1の少なくとも一辺部に近接した部分に端子領域Tを形成するためのスクライブラインS3が形成され、端子領域Tを覆う端材部分EをスクライブラインS3に沿って除去する貼り合わせ基板の加工装置において、貼り合わせ基板Mを載置して搬送するコンベア11と、コンベア11によって搬送される貼り合わせ基板の端材部分Eの表面に当接する進退可能な当接体12とからなり、コンベア11は、貼り合わせ基板の端材部分Eを当接体12近傍まで搬送し、当接体12を端材部分Eに当接させた状態で貼り合わせ基板の残りの部分を当接体12から遠ざける方向に搬送するようにして端材部分Eを除去する。【選択図】図6
Description
本発明は、脆性材料基板を貼り合わせた貼り合わせ基板を分断して、複数の単位基板を得る貼り合わせ基板の加工装置に関する。さらに詳細には、貼り合わせ基板から単位基板を得る際に、単位基板の周辺に外部接続用の端子領域を形成するようにして分断する貼り合わせ基板の加工装置に関する。本発明の加工装置は、例えば液晶表示パネルの単位表示パネル等の加工に利用される。
液晶表示パネルの製造では、二枚の大面積ガラス基板を使用し、一方の基板上にカラーフィルタCF(Color Filter)を形成し、他方の基板上に液晶を駆動する薄膜トランジスタTFT(Thin Film Transistor)および外部接続のための端子領域を形成する。そして、これら二枚の基板を貼り合わせるとともに液晶を封入したマザー基板を形成し、次いで、一つ一つの単位表示パネルに分断する。
一般に、マザー基板を単位表示パネルに分断する工程では、カッターホイールを用いた分断方法が利用される。この場合、まず、マザー基板を構成する二枚の基板(CF側基板とTFT側基板)のそれぞれに対し、分断予定位置にカッターホイールを圧接して相対移動させることにより各基板にスクライブライン(スクライブ溝)を刻む。次いでスクライブラインに沿って撓ませるように力を加えてブレイクすることにより、マザー基板を単位表示パネルごとに完全分断する。そして分断された一つ一つの単位表示パネルを、搬送ロボットにより後工程に移送する。
これら一連の基板加工を上下二面に対し同時に行って、効率よく加工するための基板加工システム(基板分断システム)や基板加工方法が既に開示されている(特許文献1、特許文献2参照)。これらの文献によれば、上下一対のカッターホイールでマザー基板を上下方向から両面同時にスクライブし、次いでスチームブレイク機構やローラブレイク機構により両面同時にブレイクを行って単位表示パネルに分断する。そうして得られた単位表示パネルを一つずつ取り出して後工程に送るようにしている。
マザー基板は、カラーフィルタが形成された側の第一基板(CF側基板)と、TFTおよび端子領域が形成された側の第二基板(TFT側基板)とを、シール材を挟んで貼り合わせるようにしてある。
端子領域は、TFTと外部機器との間で信号線が接続される領域であることから、端子領域を露出させる必要がある。そのため、マザー基板を単位表示パネルに分断する際に、端子領域に対向する第一基板(CF側基板)の部位に対し、端子領域の外側端(すなわち単位表示パネルの周辺)に沿って分断するとともに、端子領域の外側端から信号線を取り付けるために必要な幅(端子幅)を端材として切除するようにしている。
図8は、液晶表示パネル用マザー基板の基板レイアウトの一例を示す平面図である。図では、マザー基板M上に合計8個の単位表示パネルUが配置されている。なお、図8(a)は、マザー基板Mから切り出される単位表示パネルUの端子領域Tが周囲四辺のうちの一辺に形成される場合を示し、図8(b)は二辺の場合、図8(c)は三辺の場合をそれぞれ示している。
また、図9は、図8のマザー基板Mから切り出した単位表示パネルUに形成された端子領域Tを説明する図(平面図、正面図、右側面図)である。このうち、図9(a)は端子領域Tが一辺に形成された一端子の単位表示パネルUを示し、図9(b)は端子領域Tが二辺に形成された二端子の単位表示パネルU、図9(c)は端子領域Tが三辺に形成された三端子の単位表示パネルUをそれぞれ示している。また、これ以外にも端子領域が四辺に形成された四端子表示パネルがある。端子領域が形成される辺の数は、単位表示パネルUに含まれる画素数に応じて選択される。
マザー基板を分割する際には、図10に示すように、隣接する単位表示パネルU1、U2の境界近傍において、二種類のカット面が形成されることになる。
その一つは、第一基板G1と第二基板G2との端面が揃うように、両方の基板が分断(フルカット)されるカット面であり、これをジャストカット面Caという。ジャストカット面Caは、単位表示パネルU1と単位表示パネルU2とを完全分離する面である。
もう一つは、ジャストカット面Caから端子幅Wだけ離れた位置で第一基板G1だけが分断されるカット面であって、これを端子カット面Cbという。端子カット面Cbは、端子領域Tを露出させるために分断されるカット面である。そして、ジャストカット面Caと端子カット面Cbとの間の第一基板G1には端材部分Eが発生することになる。
その一つは、第一基板G1と第二基板G2との端面が揃うように、両方の基板が分断(フルカット)されるカット面であり、これをジャストカット面Caという。ジャストカット面Caは、単位表示パネルU1と単位表示パネルU2とを完全分離する面である。
もう一つは、ジャストカット面Caから端子幅Wだけ離れた位置で第一基板G1だけが分断されるカット面であって、これを端子カット面Cbという。端子カット面Cbは、端子領域Tを露出させるために分断されるカット面である。そして、ジャストカット面Caと端子カット面Cbとの間の第一基板G1には端材部分Eが発生することになる。
上記したジャストカット面Ca並びに端子カット面Cbのスクライブ加工は、一般的には次のようにして行われる。
図11(a)に示すように、第一基板G1側のジャストカット面Caの位置にカッターホイールK1を圧接するとともに、第二基板G2側のジャストカット面Caの位置にカッターホイールK2を圧接して第一回目のスクライブ加工を行う。
図11(a)に示すように、第一基板G1側のジャストカット面Caの位置にカッターホイールK1を圧接するとともに、第二基板G2側のジャストカット面Caの位置にカッターホイールK2を圧接して第一回目のスクライブ加工を行う。
次いで、図11(b)に示すように、加工しようとする端子カット面Cbの位置にカッターホイールK1を圧接し、該カッターホイールK1に相対する第二基板G2の表面の位置にバックアップローラK3(周面が平らなローラ)を圧接し、第二回目のスクライブ加工を行う。第二回目のスクライブ加工では、端子カット面Cbのスクライブラインの溝は第一基板G1のみを完全分断する深さで加工される。
このあと、マザー基板は図11(c)に示すようにブレイク装置(図示せず)に送られてジャストカット面Caから分断され、次いで、端子部分Eは吸引エアによる吸着盤等(図示せず)によって基板から引き離されて除去される。
近年、液晶表示パネルは、素材の有効利用や液晶表示装置の厚みを薄くするという観点から、マザー基板の厚みをこれまで以上に薄くすることが要求されており、具体的には第一基板G1並びに第二基板G2の厚みを0.05〜0.2mm程度とすることが求められている。また、単位表示パネルに形成される端子領域の幅、すなわち、端子幅についても狭小化が求められ、具体的には1〜2mm程度にまで小さくすることが求められている。
端子幅を1〜2mmまで狭小化すると、図11(c)のように端材部分Eが端子カット面Cb側に付着した状態で切り出されたときに、吸着盤が吸着するためのエリアがなくなり、端材部分Eを除去することができない。また、チャックなどで掴んで引き離すことも困難になる。加えて、第一基板並びに第二基板の厚みが0.05〜0.2mmまで薄くなると基板同士に密着力が発生し、端子部分の除去が一層困難なものになる。
そこで本発明は、上記した課題に鑑み、端子領域を覆う端材部分を効率よく、しかも確実に除去することができる貼り合わせ基板の加工装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明では次のような技術的手段を講じた。すなわち本発明は、第一基板と第二基板とを貼り合わせた貼り合わせ基板であって、前記第一基板の少なくとも一辺部に近接した部分に端子領域を区分けするスクライブラインが形成された貼り合わせ基板に対し、該端子領域を覆う端材部分を前記スクライブラインに沿って除去する貼り合わせ基板の加工装置において、前記第一基板を下側にした姿勢で前記貼り合わせ基板を搬送するコンベアと、前記コンベアの端部から前記端材部分が露出したときに前記端材部分の表面に当接する進退可能な当接体とを備え、前記コンベアは、前記当接体が前記端材部分に当接すると、前記貼り合わせ基板のその余の部分を前記当接体から遠ざける方向に搬送する構成とした。
本発明は上記の構成としたから、端子領域を覆う端材部分の表面に当接体を軽く押しつけた状態で貼り合わせ基板をコンベアにより遠ざける方向に移行させることにより、端材部分を確実に引き離して除去することが可能となる。したがって、従来のように吸着盤で吸着するためのエリアを確保することのできない幅狭の端材部分であっても、確実に貼り合わせ基板から端材部分を除去することができ、不良品の発生を著しく抑制することができる。
また、本発明は当接体を押しつけた状態で貼り合わせ基板を遠ざけることによって端材部分を除去するものであるから、貼り合わせ基板の各基板が仮に0.05〜0.2mmと薄い材料で形成されていて、基板間に密着力が発生しているような場合でも、容易に端材部分を剥離することができる。
本発明の貼り合わせ基板の加工装置の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明の加工装置は、スクライブ装置やブレイク装置とともに用いられる。すなわち、加工対象となるマザー基板は、スクライブ装置とブレイク装置とにより単位基板ごとに分離され、続いて端子領域を加工する工程が行われるが、そのときの端材除去機構(すなわち端子領域加工装置)として使用されるものである。なお、スクライブ装置、ブレイク装置、端材除去機構(端子領域加工装置)の各装置間の基板搬送手段については、特に図示しないが市販のコンベアを用いた搬送機構によって行われる。
本発明の加工対象となるマザー基板Mは、第一基板(CF側基板)と第二基板(TFT側基板)とを貼り合わせた基板構造を有している。ここでは、単位表示パネルUが図3(a)に示すようにX方向に2列、Y方向に4列並んだマザー基板Mから単位表示パネルUを切り出し、切り出された各単位表示パネルUの4つの周辺のうち1つの周辺に外部接続用の端子領域Tを加工する場合について説明する。なお、図3に二点鎖線で示した仮想線Lはスクライブ予定ラインを示しており、また、この明細書中にいうXY方向は、図中に示す通りである。
図1、2は、マザー基板Mにスクライブラインを形成するためのスクライブ装置を概略的に示すものである。
スクライブ装置1は、基板搬入側から基板搬出側に向けてY方向にマザー基板Mを搬送する前後一対のコンベア2a、2bを備えており、これらのコンベア2a、2b間の基板搬送途中でスクライブ加工が行われるようにしてある。
スクライブ装置1は、基板搬入側から基板搬出側に向けてY方向にマザー基板Mを搬送する前後一対のコンベア2a、2bを備えており、これらのコンベア2a、2b間の基板搬送途中でスクライブ加工が行われるようにしてある。
前後のコンベア2a、2bの間には、マザー基板Mを上下から挟むように上部カッターホイール3a並びに下部カッターホイール3bが配置されている。各カッターホイール3a、3bはスクライブヘッド4、4に保持され、マザー基板Mに対して設定された押圧力で押しつけることができるよう上下移動可能に構成されており、かつ、マザー基板Mの表面に押しつけながらビーム5、5に沿って図1のX方向に転動できるように構成されている。なお、後述するが、端子領域形成用のスクライブ加工を行う場合は、上部カッターホイール3aに代えてバックアップローラ8(図5参照)が使用されることになる。
マザー基板Mに対しては、以下の手順でスクライブとブレイクとが行われる。
まず、図3(a)に示すマザー基板Mに対し、先に述べたスクライブ装置1の上下のカッターホイール3a、3bによりY方向の全てのスクライブ予定ラインLに沿ったスクライブが行われ、次いで図3(b)に示すように基板Mの上下に分断のためのスクライブラインS1が加工される。このあと、マザー基板Mはブレイク装置に送られて、上記スクライブラインS1から分断され、図3(c)に示すように4つの単位表示パネルUが直列に並んだ長方形の短冊状基板M1が切り出される。
まず、図3(a)に示すマザー基板Mに対し、先に述べたスクライブ装置1の上下のカッターホイール3a、3bによりY方向の全てのスクライブ予定ラインLに沿ったスクライブが行われ、次いで図3(b)に示すように基板Mの上下に分断のためのスクライブラインS1が加工される。このあと、マザー基板Mはブレイク装置に送られて、上記スクライブラインS1から分断され、図3(c)に示すように4つの単位表示パネルUが直列に並んだ長方形の短冊状基板M1が切り出される。
本発明で用いるブレイク装置は、一般的に知られたものを使用することができる。例えば図4に示すように、スクライブラインS1を挟んで短冊状基板M1を下面から受ける左右一対の受部6、6と、上方からスクライブラインS1に向かって降下するブレイクバー7とによって構成され、ブレイクバー7をスクライブラインS1に押しつけることにより基板M1を撓ませてブレイクするように構成されている。
次いで、切り出された短冊状基板M1は水平面上で90度回転される。基板の回転動作はターンテーブル(図示せず)によって行われるが、手動で行ってもよい。そして、上下のカッターホイール3a、3bによりX方向の全てのスクライブ予定ラインLに沿ったスクライブが行われる。これにより、図3(d)に示すように、短冊状基板M1の上下方向(X方向)に分断のためのスクライブラインS2が加工される。そのあと、短冊状基板M1は上記同様にブレイク装置に送られて、図3(e)に示すように、スクライブラインS2から個々の単位表示パネルUに分断される。
このあと、単位表示パネルUは端子領域を形成するためのスクライブ装置に送られて、図3(f)に示すように、端子領域T(端材部分E)を区分けするスクライブラインS3が第一基板G1(図5参照)に加工される。このスクライブラインS3は、単位表示パネルUの4つの周辺のうちの1つの周辺に近接した位置、例えば周辺から2mm内側に入り込んだ位置に加工される。
このあと、単位表示パネルUは端子領域を形成するためのスクライブ装置に送られて、図3(f)に示すように、端子領域T(端材部分E)を区分けするスクライブラインS3が第一基板G1(図5参照)に加工される。このスクライブラインS3は、単位表示パネルUの4つの周辺のうちの1つの周辺に近接した位置、例えば周辺から2mm内側に入り込んだ位置に加工される。
加工の際、単位表示パネルUは、正面から見ると図5に示すように、上側が第二基板G2(TFT側基板)、下側が第一基板G1(CF側基板)となるようにコンベア2a、2b上に載置される。そして、第一基板G1の表面に下部カッターホイール3bを上昇させてスクライブラインS3を加工する。このとき、下部カッターホイール3bに相対する単位表示パネルUの上面(第二基板G2側)は、周面が平らなバックアップローラ8によって受け止められるようにしてある。このバックアップローラ8は、あらかじめスクライブ装置1の上部ビーム5に設置されている。加工されるスクライブラインS3の溝(クラック)は、第一基板G1のみを完全分断するか、もしくは、厚みの一部が僅かに残る深さになるようにする。
スクライブラインS3が加工された単位表示パネルUは、次に端子領域Tを覆う端材部分Eを取り除くため、図6に示す端材除去機構10(端子領域加工装置)に送られる。
この端材除去機構10は、単位表示パネルUを載置して搬送するコンベア11と、コンベア11の下方に配置されて垂直方向に昇降する当接体12とからなる。コンベア11は、上記したスクライブ装置の一方のコンベア2bを用いることもできる。コンベア11と当接体12とは、制御装置(図示せず)によってあらかじめ設定された以下に示す動きをするように制御される。
この端材除去機構10は、単位表示パネルUを載置して搬送するコンベア11と、コンベア11の下方に配置されて垂直方向に昇降する当接体12とからなる。コンベア11は、上記したスクライブ装置の一方のコンベア2bを用いることもできる。コンベア11と当接体12とは、制御装置(図示せず)によってあらかじめ設定された以下に示す動きをするように制御される。
当接体12は、スクライブラインS3の延在方向に伸びた板状材で形成され、流体シリンダなどの昇降機構13を介してビーム14に支持されている。また、当接体12を上昇させたときに、単位表示パネルUの端材部分Eの表面を軽く押さえることができるようにしてある。押圧力の調整は、昇降機構13の昇降ストロークを調整することにより行うことができる。
端材除去機構10において、単位表示パネルUは、図6(a)に示すように、端材部分Eを有する一辺部を進行方向後端側とし、かつ、端材部分Eを下向きにした状態でコンベア11上に載置されて矢印方向に移送される。
単位表示パネルUの端材部分Eが当接体12の上方まで送られてくると、図6(b)に示すようにコンベア11が停止し、当接体12が上昇して端材部分Eの表面を軽く押しつける。
この状態で再びコンベア11を駆動して単位表示パネルUを先と同じ矢印方向に移動させると、端材部分Eは当接体12によって下面から押しつけられているので、端材部分Eは、図6(c)に示すように端材部分Eを区分けするスクライブラインS3から引き離されて落下する。この場合、スクライブラインS3の溝は先の工程で第一基板G1を完全分断するか、或いは僅かに一部を残した状態で加工されているので、端材部分EをスクライブラインS3から容易に引き離すことができる。
端材部分Eを除去した後の単位表示パネルUは製品として次の工程に搬送され、落下した端材部分Eは端材ボックスなどに集積されて破棄される。また、当接体12は元の位置に復帰して待機する。
なお、上記実施例において、当接体12を端材部分Eの表面に押し当てる際に、コンベア11を一時停止させるようにしたが、移動中にタイミングよく当接体12を端材部分Eに押し当てるようにすれば、必ずしもコンベアを停止させる必要はない。
単位表示パネルUの端材部分Eが当接体12の上方まで送られてくると、図6(b)に示すようにコンベア11が停止し、当接体12が上昇して端材部分Eの表面を軽く押しつける。
この状態で再びコンベア11を駆動して単位表示パネルUを先と同じ矢印方向に移動させると、端材部分Eは当接体12によって下面から押しつけられているので、端材部分Eは、図6(c)に示すように端材部分Eを区分けするスクライブラインS3から引き離されて落下する。この場合、スクライブラインS3の溝は先の工程で第一基板G1を完全分断するか、或いは僅かに一部を残した状態で加工されているので、端材部分EをスクライブラインS3から容易に引き離すことができる。
端材部分Eを除去した後の単位表示パネルUは製品として次の工程に搬送され、落下した端材部分Eは端材ボックスなどに集積されて破棄される。また、当接体12は元の位置に復帰して待機する。
なお、上記実施例において、当接体12を端材部分Eの表面に押し当てる際に、コンベア11を一時停止させるようにしたが、移動中にタイミングよく当接体12を端材部分Eに押し当てるようにすれば、必ずしもコンベアを停止させる必要はない。
図7は端材除去機構10の別実施例を示すものである。この実施例では、単位表示パネルUは、図7(a)に示すように、端材部分Eを有する一辺部を進行方向先端側に向けた状態でコンベア11上に載置されて移送される。そして先の実施例と同様に、単位表示パネルUの端材部分Eが当接体12の上方まで送られてくると、図7(b)に示すようにコンベア11が停止し、当接体12が上昇して端材部分Eの表面を軽く押しつける。
この状態でコンベア11を逆方向に駆動して単位表示パネルUを先の実施例とは反対方向(図における左方向)に移動させる。これにより、図7(c)に示すように、端材部分EはスクライブラインS3から引き離されて落下する。端材部分Eを除去した後の単位表示パネルUは製品として次の工程に搬送され、落下した端材部分Eは端材ボックスなどに集積されて破棄される。また、当接体12は元の位置に復帰して待機する。
この状態でコンベア11を逆方向に駆動して単位表示パネルUを先の実施例とは反対方向(図における左方向)に移動させる。これにより、図7(c)に示すように、端材部分EはスクライブラインS3から引き離されて落下する。端材部分Eを除去した後の単位表示パネルUは製品として次の工程に搬送され、落下した端材部分Eは端材ボックスなどに集積されて破棄される。また、当接体12は元の位置に復帰して待機する。
上記したように、本発明では、端子領域Tを覆う端材部分Eの表面に当接体12を軽く押しつけた状態で単位表示パネルUを遠ざける方向に移行させることにより、端材部分Eを単位表示パネルUから引き離して除去することができる。したがって、従来のように吸着盤で吸着するためのエリアを確保することのできない1〜2mmといった幅狭の端材部分であっても、確実に単位表示パネルUから端材部分Eを除去することが可能となる。
以上の実施例では一端子の単位表示パネルについて説明したが、二端子、三端子並びに四端子の単位表示パネルの場合には、いずれも上記で述べた端子領域形成用のスクライブ工程と端材部分の除去工程を端子領域の数だけ行えばよい。
以上本発明の代表的な実施例について説明したが、本発明は必ずしも上記の実施形態に特定されるものでなく、その目的を達成し、発明の趣旨を逸脱しない範囲内で適宜修正、変更することが可能である。
本発明の基板加工装置は、周辺の少なくとも一辺に端子領域部分を備えた単位表示パネルの加工に利用することができる。
10 端材除去機構(端子領域加工装置)11 コンベア
12 当接体
Ca ジャストカット面
Cb 端子カット面
G1 第一基板(CF側基板)
G2 第二基板(TFT側基板)
E 端材部分
M マザー基板
S1 Y方向のスクライブライン
S2 X方向のスクライブライン
S3 端子領域形成用のスクライブライン
T 端子領域
U 単位表示パネル
12 当接体
Ca ジャストカット面
Cb 端子カット面
G1 第一基板(CF側基板)
G2 第二基板(TFT側基板)
E 端材部分
M マザー基板
S1 Y方向のスクライブライン
S2 X方向のスクライブライン
S3 端子領域形成用のスクライブライン
T 端子領域
U 単位表示パネル
Claims (1)
- 第一基板と第二基板とを貼り合わせた貼り合わせ基板であって、前記第一基板の少なくとも一辺部に近接した部分に端子領域を区分けするスクライブラインが形成された貼り合わせ基板に対し、該端子領域を覆う端材部分を前記スクライブラインに沿って除去する貼り合わせ基板の加工装置において、
前記第一基板を下側にした姿勢で前記貼り合わせ基板を搬送するコンベアと、
前記コンベアの端部から前記端材部分が露出したときに前記端材部分の表面に当接する進退可能な当接体とを備え、
前記コンベアは、前記当接体が前記端材部分に当接すると、前記貼り合わせ基板のその余の部分を前記当接体から遠ざける方向に搬送するように構成されている貼り合わせ基板の加工装置。
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